《计算机组成原理》习题课：提高题7-11章
《计算机组成原理》课后习题答案
第1章计算机组成原理考试大纲第一章计算机体系结构和计算机组成冯。
诺伊曼体系的特点Amdahl定律第二章数制和数制转换各种码制的表示和转换浮点数的表示补码加减法布思算法浮点数的加减法海明码的计算练习：5，6，7，8，101、已知X=19，Y=35，用布思算法计算X×Y和X×(-Y)。
2、使用IEEE 754标准格式表示下列浮点数：-5，-1.5，1/16，-6，384，-1/32。
3、已知X=-0.1000101×2-111，Y=0.0001010×2-100。
试计算X+Y，X-Y，X×Y和X/Y。
4、某浮点数字长12位，其中阶符1位，阶码数值3位，尾符1位，尾数数值7位，阶码和尾数均用补码表示。
它所能表示的最大正数是多少？最小规格化正数是多少？绝对值最大的负数是多少？5、求有效信息位为01101110的海明码校验码。
第三章练习：5解释下列概念：PROM，EPROM，E2PROM，Flash memory，FPGA，SRAM和DRAM。
第四章总线的分类总线操作周期的四个传输阶段总线仲裁的概念及其分类异步通信方式的种类总线的最大传输率第五章存储器的分类存储容量的扩展RAID的概念、特点以及分类Cache的地址映射Cache的写策略Cache的性能分析3C练习：4，5，71．一个容量为16K×32位的存储器，其地址线和数据线的总和是多少?用下列存储芯片时，各需要多少片?1K×4位，2K×8位，4K×4位，16K×l位，4K×8位，8K×8位2．现有1024×l的存储芯片，若用它组成容量为16K×8的存储器。
(1)实现该存储器所需的芯片数量?(2)若将这些芯片分装在若干块板上，每块板的容量为4K×8，该存储器所需的地址线总数是多少?几位用于选片?几位用作片内地址?(3)画出各芯片的连接逻辑图。
计算机组成原理课后习题及答案(完整版)
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7
• 3. 什么是摩尔定律？该定律是否永远生效 ？为什么？
• 答：P23，否，P36
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系统总线
第三章
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1. 什么是总线？总线传输有何特点？ 为了减轻总线的负载，总线上的部件都应 具备什么特点？
解：总线是多个部件共享的传输部件； 总线传输的特点是：某一时刻只能有 一路信息在总线上传输，即分时使用； 为了减轻总线负载，总线上的部件应 通过三态驱动缓冲电路与总线连通。
解： 总线标准——可理解为系统与模块、 模块与模块之间的互连的标准界面。 总线标准的设置主要解决不同厂家各 类模块化产品的兼容问题； 目前流行的总线标准有：ISA、EISA、 PCI等； 即插即用——指任何扩展卡插入系统 便可工作。EISA、PCI等具有此功能。
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16
11. 画一个具有双向传输功能的总线逻
12
总线的主设备（主模块）——指一次总
线传输期间，拥有总线控制权的设备（模块）； 总线的从设备（从模块）——指一次总
线传输期间，配合主设备完成传输的设备（模 块），它只能被动接受主设备发来的命令；
总线的传输周期——总线完成一次完整 而可靠的传输所需时间；
总线的通信控制——指总线传送过程中 双方的时间配合方式。
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4. 为什么要设置总线判优控制？常见的集 中式总线控制有几种？各有何特点？哪种方式响 应时间最快？哪种方式对电路故障最敏感？
解：总线判优控制解决多个部件同时申请总 线时的使用权分配问题；
常见的集中式总线控制有三种： 链式查询、计数器查询、独立请求；
特点：链式查询方式连线简单，易于扩充，
《计算机组成原理》各章练习参考答案
《计算机组成原理》各章练习题参考答案第一章思考练习题一.填空1.电子数字计算机可以分为专用计算机和通用计算机两类。
2.硬件采用LSI或VLSI的电子计算机属于计算机发展过程中的第四代。
3.存储器中存放数据和程序。
4.一台计算机包括运算、存储、控制、输入及输出五个单元。
5.完成算术运算和逻辑运算的部件是运算器(或ALU)；运算器的核心是加法器；控制、指挥程序和数据的输入、运行以及处理运算结果的部件是控制器。
6.CPU内部连接各寄存器及运算部件之间的总线是内部总线；CPU同存储器、通道等互相连接的总线是系统总线；中、低速I/O设备之间互相连接的总线是I/O总线。
7.在多总路线结构中，CPU总线、系统总线和高速总线相连通过桥实现。
8.计算机软件一般分为系统软件和应用软件。
9.完整的计算机系统由硬件系统和软件系统构成。
10.机器字长是指一台计算机一次所能够处理的二进制位数量。
11.数据分类、统计、分析属于计算机在数据处理方面的应用。
12.计算机是一种信息处理机，它最能准确地反映计算机的主要功能。
13.个人台式商用机属于微型机。
14.对计算机软硬件进行管理，是操作系统的功能。
15.用于科学技术的计算机中，标志系统性能的主要参数是MFLOPS。
16.通用计算机又可以分为超级机、大型机、服务器、工作站、微型机和单片机六类。
17.“存储程序控制”原理是冯.诺依曼提出的。
18.运算器和控制器构成CPU，CPU和主存构成主机。
19.取指令所用的时间叫取指周期，执行指令所用的时间叫执行周期。
20.每个存储单元都有一个编号，该编号称为地址。
21.现代计算机存储系统一般由高速缓存、主存和辅存构成。
22.计算机能够自动完成运算或处理过程的基础是存储程序和程序控制原理。
二.单选1.存储器用来存放( C )。
A.数据B.程序C.数据和程序D.正在被执行的数据和程序2.下面的描述中，正确的是( B )A.控制器能够理解、解释并执行所有的指令及存储结果。
《计算机组成原理-白中英版》习题答案
第二章运算方法和运算器1.写出下列各数的原码、反码、补码、移码表示（用8位二进制数）。
其中MSB是最高位（又是符号位）LSB是最低位。
如果是小数，小数点在MSB之后；如果是整数，小数点在LSB之后。
(1) -35/64 (2) 23/128 (3) -127 (4) 用小数表示-1 (5) 用整数表示-1解：(1)先把十进制数-35/64写成二进制小数：(-35/64)10=(-100011/1000000)2=(-100011×2-6)2=(-0.100011)2令x=-0.100011B∴ [x]原=1.1000110 (注意位数为8位) [x]反=1.0111001[x]补=1.0111010 [x]移=0.0111010(2) 先把十进制数23/128写成二进制小数：(23/128)10=(10111/10000000)2=(10111×2-111)2=(0.0001011)2令x=0.0001011B∴ [x]原=0.0001011 [x]反=0.0001011[x]补=0.0001011 [x]移=1.0001011(3) 先把十进制数-127写成二进制小数：(-127)10=(-1111111)2令x= -1111111B∴ [x]原=1.1111111 [x]反=1.0000000[x]补=1.0000001 [x]移=1.0000001(4) 令x=-1.000000B∴ 原码、反码无法表示[x]补=1.0000000 [x]移=0.0000000(5) 令Y=-1=-0000001B∴ [Y]原=10000001 [Y]反=11111110[Y]补=11111111 [Y]移=011111115.已知X和Y, 用变形补码计算X+Y, 同时指出运算结果是否溢出。
（2）X=0.11011 Y= -0.10101解：x+y = 0.00110无溢出6.已知X 和Y, 用变形补码计算X-Y, 同时指出运算结果是否溢出。
计算机组成原理 第四版课后习题答案(完整版)
第一章1．比较数字计算机和模拟计算机的特点。
解：模拟计算机的特点：数值由连续量来表示，运算过程是连续的；数字计算机的特点：数值由数字量（离散量）来表示，运算按位进行。
两者主要区别见P1 表1.1。
2．数字计算机如何分类？分类的依据是什么？解：分类：数字计算机分为专用计算机和通用计算机。
通用计算机又分为巨型机、大型机、中型机、小型机、微型机和单片机六类。
分类依据：专用和通用是根据计算机的效率、速度、价格、运行的经济性和适应性来划分的。
通用机的分类依据主要是体积、简易性、功率损耗、性能指标、数据存储容量、指令系统规模和机器价格等因素。
3．数字计算机有那些主要应用？（略）4．冯. 诺依曼型计算机的主要设计思想是什么？它包括哪些主要组成部分？解：冯. 诺依曼型计算机的主要设计思想是：存储程序和程序控制。
存储程序：将解题的程序（指令序列）存放到存储器中；程序控制：控制器顺序执行存储的程序，按指令功能控制全机协调地完成运算任务。
主要组成部分有：控制器、运算器、存储器、输入设备、输出设备。
5．什么是存储容量？什么是单元地址？什么是数据字？什么是指令字？解：存储容量：指存储器可以容纳的二进制信息的数量，通常用单位KB、MB、GB来度量，存储容量越大，表示计算机所能存储的信息量越多，反映了计算机存储空间的大小。
单元地址：单元地址简称地址，在存储器中每个存储单元都有唯一的地址编号，称为单元地址。
数据字：若某计算机字是运算操作的对象即代表要处理的数据，则称数据字。
指令字：若某计算机字代表一条指令或指令的一部分，则称指令字。
6．什么是指令？什么是程序？解：指令：计算机所执行的每一个基本的操作。
程序：解算某一问题的一串指令序列称为该问题的计算程序，简称程序。
7．指令和数据均存放在内存中，计算机如何区分它们是指令还是数据？解：一般来讲，在取指周期中从存储器读出的信息即指令信息；而在执行周期中从存储器中读出的信息即为数据信息。
计算机组成原理18-计算机组成原理答案-第七章.doc
此时，无论指令中有几个地址，指令格式都不变。
设二地址指令有K种，则： K = 24 – M – N
当M=1（最小值），N=1（最小值）时，二地址指令最多有： Kmax=16-1-1=14种
2）若采用变长操作码时，二地址指令格式仍如1）所示，但操作 码长度可随地址码的个数而变。 Kmax=16-1=15种（只留一种编码作扩展标志用。）
图中，指令的第一字保持原来格式不变，形式地址A扩展到第2个字。这样， 直接寻址时，EA=A=16+6=22位，正好可访问4M地址空间。由于A的扩展， 变址、基址、相对、立即数等寻址方式也扩展到22位。 （8）如使一条转移指令能转移到主存的任一位置，可采用上述双字长一地址 指令，通过选用合适的寻址方式完成。（如选用直接寻址就可转移到主 存任一位置，但选用相对寻址则只能在±2M范围内转移。） 除此之外，（7）、（8）两题也可通过段寻址方式达到扩大寻址空间的 目的。总之，不论采取何种方式，最终得到的实际地址应是22位。
2000H 2001H 2002H 当执行JMP指令时，指令第二字节的内容不变，PC的内容变为 2002H。此时转移指令第二字节内容各为： A1= +8 = 0000 1000 = 08H A2= -9 = 1111 0111 = F7H OP A
其有效地址各为： EA1= (PC) +8 = 2002H+0008H = 200AH EA2= (PC) –9 =2002H+FFF7H = 1FF9H
3）包括取指在内共访存四次的指令有： 二重间址的一地址指令； 一重间址的二地址指令，当另一操作数采用直接、基址、变址、 相对、寄存器间接寻址时。
（公操作）
A
13. 画出执行ADD *-5指令（*为相对寻址特征）的信息流程图。设另 一个操作数和结果存于ACC中，并假设（PC）=4000H。 解：由于本题未指定数据通路结构，因此只能大概地排一下信息流程 图，并且流程图中突出寻址过程的实现。 ADD *-5指令信息流程图如下： 取指令（可省） 寻址计算： EA=(PC)-5 =4000H+FFFBH =3FFBH A EA MAR，读 M(EA) MDR (ACC)+(MDR) ACC （公操作）
计算机组成原理习题 第七章
第七章一．填空题1 CPU响应中断时需要保存当前现场，这里现场指的是和的内容，它们被保存到中。
2在中断服务程序中，保护和恢复现场之前需要中断。
3 DMA只负责总线上进行数据传送，在DMA写操作中，数据从传送到。
4总线的裁决方式速度最高。
5某机有四个中断源，优先顺序按1→2→3→4降序排列，若想将中断处理次序改为3→1→4→2，则1、2、3、4中断源对应地屏蔽字分别是、、和。
6 I/O接口电源通常具有、、和功能。
7 I/O的编址方式可分为和两大类，前者需有独立的I/O指令，后者可通过指令和设备交换信息。
8主机与设备交换信息的控制方式中，方式主机与设备是串行工作的，方式和方式主机与设备是并行工作的，且方式主程序与信息传送是并行进行的。
9 I/O与主机交换信息的方式中，和都需通过程序实现数据传送，其中体现CPU与设备是串行工作的。
10 CPU响应中断时要保护现场，包括对和的保护，前者通过实现，后者可通过实现。
11一次中断处理过程大致可分为、、、和等五个阶段。
12 在DMA方式中，CPU和DMA控制器通常采用三种方法来分时使用主存，它们是、、和。
13 中断接口电路通过总线将向量地址送至CPU.14 I/O与主机交换信息共有、、、和五种控制方式。
15 单重中断的中断服务程序的执行顺序为、、、和中断返回。
16 多重中断的终端服务程序的执行顺序为、、、和中断返回。
二．选择题1.将外围设备与主存统一编址，一般是指。
A. 每台设备占一个地址码B．每个外围接口占一个地址码C．接口中的有关寄存器各占一个地址码D．每台外设由一个主存单元管理2.主机与设备传送数据时，采用，主机与设备是串行工作的。
A. 程序查询方式B．中断方式C．DMA方式D．通道方式3.当有中断源发出请求时，CPU可执行相应的中断服务程序。
提出中断请求的可以是。
A. 通用寄存器B．专用寄存器C．外部事件D．cache4.在中断周期，CPU主要完成以下工作：。
计算机组成原理习题库完整
计算机组成原理习题库第一章计算机系统概论1.选择题1、电子计算机问世至今，新型机器不断推出新，不管怎么更新，依然具有“存储程序”的特点，最早提出这种概念的是B。
A.巴贝奇（Charles Babage）B.·诺依曼（von Neumann）C.帕斯卡（Blaise Pascal）D.贝尔（Bell）2、下了描述中B是正确的。
A.控制器能理解、解释并执行所有的指令及存储结果B.一台计算机包括输入、输出、控制、存储及算术逻辑运算五个部分C.所有的数据计算都在CPU的控制器完成D.以上答案都正确3、电子计算机的运算/逻辑单元、控制、单元及主要存储器合称为C。
A.CPUB.ALUC.主机D.UP4、计算机系统中的存储系统是指D。
A.RAM存储器B.ROM存储器C.主存D.主存和辅存5、·诺依曼机工作方式的基本特点是B。
A.多指令流单数据流B.按地址访问并顺序执行指令C.堆栈操作D.存储前容选择地址6、由0、1代码组成的语言，称为C。
A.汇编语言B.人工语言C.机器语言D.高级语言7、下列语句中C是正确的。
A.1KB=1 024×1 024 BB. 1KB=1 024 BC.1MB=1 024×1 024 BD. 1MB=1 024 B8、一片1MB的磁盘能存储D的数据。
A.106字节B. 10-6字节C. 109字节D. 220字节二、填空题1、计算机硬件包括运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。
其中运算器、控制器和存储器组成主机，运算器和控制器可统称为CPU。
简答：1.简述．诺依曼计算机的特点2.按照．诺依曼原理，现代计算机应具备哪些功能？答：按照．诺依曼原理，现代计算机应具备以下5个功能：⑴输入输出功能：能把原始数据和解题步骤及中间结果接收下来（输入），把计算结果与计算过程中出现的情况告诉（输出）给用户。
⑵记忆功能：应能“记住”原始数据、解题步骤及中间结果。
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800×600×30=1.44Mhz 9.3 如果某计算机显示器的分辨率为1024×768，65535 灰度级，则它显示卡的刷新存储器至少为多少kB？ 答： 需要容量为： 1024×768×㏒265535 =1536kB 9.4 某位图终端的显示器分辩率为1024*768，显示器每 秒钟刷新75次。对应于一个像素点的刷新时间是多长？
12
10.2 某计算机的外部设备具有三级中断功能，中断响应次序 基本上由硬件排队电路决定，但可利用各个外部设备控制中断 屏蔽控制位来封锁本设备的中断请求信号。设所有中断处理程 序的执行时间相同，均为T，在5T时间内共发生5次中断请求信 号，如图所示。
T
2T
3T
4T
5T
①②
③
④⑤
注 ： 其 中 ① 表 示 1级 中 断 设 备 发 出 的 中 断 请 求 信 号 ， 其 余 类 推 ① 的 级 别 最 高 ， ② 次 之 ， ③ 最 低
8
② 设数据传输率为f，则根据数据传输率的定义，由以下公式 可以得到解：f=π×Diminner×(Dbit/8) ×(2400/60)=1.94MB/s ③ 设读取数据所需总的时间为T，平均找道时间为TSEEK， 旋转延迟为TROTATE， 数据读取时间为TREAD ，则解过程为： T= TSEEK+ TROTATE+ TREAD =(10+40)/2+[1/(2400/60)+2+(8×1024)/(1.94106)] × 103=41.7ms(36)
解： 1、Cache 命中率H
H=Nc/(Nc+Nm)=(4500-340)/4500=0.92
计算机组成原理_第四版课后习题答案(完整版)
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第一章介绍计算机组成原理的重要性计算机组成原理是计算机科学中最基础的一门课程之一。
它涵盖了计算机的基本组成部分，包括处理器、存储器、输入输出设备等，并通过解析计算机的工作原理和实现方式来帮助我们理解计算机的工作方式。
第一章主要介绍了计算机组成原理的重要性和作用。
在本章中，我们将学习计算机体系结构的基本概念和术语，并了解到计算机组成原理对于学习和理解计算机硬件和软件之间的关系至关重要。
第二章计算机组成原理的基础知识第二章主要介绍计算机的基本组成部分和它们的功能。
这些组成部分包括中央处理器（CPU）、存储器、输入输出设备等。
2.1 中央处理器（CPU）中央处理器是计算机的大脑，负责执行各种计算和控制任务。
它由运算器、控制器和寄存器组成。
运算器负责进行算术和逻辑运算，控制器负责解析和执行指令，寄存器用于存储指令和数据。
2.2 存储器存储器用于存储指令和数据。
它分为主存储器（RAM）和辅助存储器（如硬盘、光盘等）。
主存储器用于临时存储正在执行的指令和数据，而辅助存储器用于长期存储数据。
2.3 输入输出设备输入输出设备用于与计算机进行交互。
常见的输入设备有键盘、鼠标，常见的输出设备有显示器、打印机等。
它们使我们能够通过输入设备将数据输入到计算机中，并通过输出设备将计算机处理的结果输出。
第三章计算机的指令和指令系统第三章主要介绍计算机的指令和指令系统。
指令是计算机中最基本的操作单位，它由操作码和操作数组成。
指令系统定义了计算机所支持的指令的集合和它们的格式。
3.1 指令和指令格式指令是计算机中最基本的操作单位，它由操作码和操作数组成。
指令格式定义了指令的布局和组织方式，常见的指令格式有累加器型、立即寻址型、间接寻址型等。
计算机组成原理第7章作业答案PPT培训课件
虚拟存储器
一种将内存和外存统一管理的技术，使得用 户无需关心物理内存和外存的界限，方便程 序的编写和运行。
04 指令系统
指令格式与寻址方式
指令格式
指令格式包括操作码和地址码两部分，操作 码表示指令的操作类型，地址码表示操作数 所在内存单元的地址。
寻址方式
寻址方式是指确定操作数所在内存单元地址 的方式，包括直接寻址、间接寻址、寄存器
要点二
指令优化
为了提高指令执行效率，可以采用多种优化技术，如流水 线技术、分支预测、动态调度等。其中流水线技术可以将 指令执行过程划分为多个阶段，并行处理多个指令；分支 预测可以预测分支指令的执行路径，减少分支带来的时间 开销；动态调度可以根据指令的特性动态调整指令执行顺 序，提高指令的并行度。
05 中央处理器
重点与难点回顾
重点回顾
该部分对本章的重点内容进行了回顾，包括计算机组成 原理的基本概念、计算机系统的层次结构、指令系统、 中央处理器、存储器等。
难点回顾
该部分对本章的难点内容进行了回顾，包括计算机组成 原理的实现细节、指令执行的时序控制、流水线技术等 。
学习建议与展望
学习建议
该部分给出了一些学习建议，包括如何加深对计算机 组成原理的理解、如何提高解题能力等。
寻址、基址寻址和变址寻址等。
指令集与指令的功能
指令集
指令集是计算机中所有指令的集合，包括算术运算、 逻辑运算、控制转移等指令。
指令的功能
指令的功能是指指令所能完成的操作类型，如加法、 减法、乘法、除法、逻辑运算、控制转移等。
指令执行流程与优化
要点一
指令执行流程
指令执行流程包括取指令、解码、执行、访存和写回等阶 段，其中取指令阶段是从内存中取出指令并存放到CPU的 指令寄存器中；解码阶段是将指令操作码转换成相应的控 制信号；执行阶段是完成指令所描述的操作；访存阶段是 访问内存以获取操作数；写回阶段是将结果写回到内存或 寄存器中。
计算机组成原理第7章习题11
习题7一．单选选择题12．计算机系统的输入/输出接口通常是的交界面。
A. CPU与存储器之间B. 存储器与打印机之间C. 主机与外围设备之间D. CPU与系统总线之间13．在具有中断向量表的计算机中，中断向量地址是。
A. 子程序入口地址B. 中断服务程序的入口地址C. 中断服务程序入口地址的地址D. 例行程序入口地址16．如果有多个中断同时发生，系统将根据中断优先级响应优先级最高的中断请求。
若要调整中断事件的处理次序，可以利用。
A. 中断嵌套B. 中断向量C. 中断响应D. 中断屏蔽^18．中断系统中的断点是指。
A．子程序入口地址B．中断服务子程序入口地址C．中断服务程序入口地址表D．中断返回地址19．在独立编址方式下，CPU对存储单元和I/O设备的访问是靠来区分的。
A．不同的地址代码B．不同的地址总线C．不同的指令和不同的控制信号D．上述都不对23．采用DMA方式高速传输数据时，数据传送是。
A．在总线控制器发出的控制信号控制下完成的B．由CPU执行的程序完成的C．在DMA控制器本身发出的控制信号控制下完成的~D．由CPU响应硬中断处理完成的24. 下列有关DMA方式进行输入输出的描述中，正确的是。
A. 一个完整的DMA过程，部分由DMAC控制，部分由CPU控制B. 一个完整的DMA过程，完全由CPU控制C. 一个完整的DMA过程，完全由CPU采用周期窃取方式控制D. 一个完整的DMA过程，完全由DMAC控制，CPU不介入任何控制25. 在DMA传送方式中，发出DMA请求的是。
A. 主存B. DMA控制器C. CPUD. 外部设备26. DMA访问主存时让CPU进入等待状态，等DMA的一批数据访存结束后再恢复工作，这种情况称为。
A. CPU暂停方式B. 存储器分时方式C. 周期挪用方式D. 透明的DMA >27. DMA方式的接口电路中有程序中断部件，其作用是。
A. 实现数据传送B. 向CPU提出总线使用权C.发中断请求D. 向CPU提出传输结束28. 下列关于DMA方式的正确说法是。
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相结合的微指令格式。断定方式，共有微命令40
个，其中有10个微命令采用直接控制方式，30个
微命令采用编码控制方式，共构成 4个相斥类。
各包含4个、16个、8个和2个微命令，可判定的
外部条件由4个（CF,ZF,SF和OF）。求：1）设
计出微指令的具体格式；2）控制存储器容量可
达到多少位？3）画出微程序控制器的结构框图。
2.采用不恢复余数法求出商及余数；
3.并对结果进行规格化及舍入处理。
2019/8/13
计算机组成原理
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• 4.3B 设CPU 由16根地址线，8个数据线，并用 /MREQ做访存控制线号，有R/W做读写命令信号。自 选各类存储芯片，画出CPU和存储芯片的连接图，要求： 1. 最大8K地址是系统程序区，与其相邻的8K地址是系 统程序工作区，最小16K是用户程序区。 2. 写出每片存储芯片的类型及地址范围（用十六进制表 示）。
8
• 6.5B 一CPU内部包含16个寄存器，一个支持16 种算术运算和16种逻辑运算的ALU，一个支持8 种操作的移位器。所有部件均由CPU内部总线连 在一起。请设计指定该CPU内部不同操作的微指 令格式（不必考虑次地址部分）。
• 6.6B 某计算机字长32位，采用微程序控制方式，
微指令字长40位，采用水平直接控制与编码控制
1.设计适合该计算机的指令格式，使指令长度 最短，并画出各种类型的指令格式示意图。
2.写出各种指令寻址方式计算有效地址的表
示式。 2019/8/13
计算机组成原理
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• 6.2A 介绍一下微指令格式的分类及特点。
• 6.3B 1）画出微程序控制器的原理方框图。 2）写出一条ADD X,D（X为变址寄存器，D位 主存地址）指令，微程序控制器所发出的全部微 操作命令机节拍安排。
(完整版)计算机组成原理试题和答案
计算机组成原理题集含答案题库题目总数：293第一章单选题1、控制器、运算器和存储器合起来一般称为（主机)：I/O部件内存储器外存储器主机2、冯•诺依曼机工作方式的基本特点是(按地址访问并顺序执行指令）：按地址访问并顺序执行指令精确结果处理存储器按内部地址访问自动工作3、输入、输出设备以及辅助存储器一般统称为（外围设备）:I/O系统外围设备外存储器执行部件4、计算机硬件能直接识别和执行的语言是（机器语言）:高级语言汇编语言机器语言符号语言判断题5、若某计算机字代表一条指令或指令的一部分，则称数据字(错）。
6、若某计算机字是运算操作的对象,即代表要处理的数据,则称指令字（错)。
7、数字计算机的特点:数值由数字量（如二进制位）来表示，运算按位进行。
（对）8、模拟计算机的特点：数值由连续量来表示，运算过程是连续的。
（对）填空题9、系统软件包括:服务程序、语言程序、（操作系统）、数据库管理系统。
10、计算机系统的发展按其核心部件采用器件技术来看经历了五代的变化，分别是(电子管）、(晶体管）、（集成电路）、（大规模集成电路）、(巨大规模集成电路) 五个部分.11、计算机系统是一个由硬件和软件组成的多级层次结构，这通常由(微程序级)、（一般机器级）、（操作系统级）、（汇编语言级）和（高级语言级)等组成，在每一级上都可以进行（程序设计）。
12、计算机的软件一般分为(系统软件)和(应用软件）两大部分。
13、计算机的硬件基本组成包括（控制器）、（运算器）、(存储器)、（输入设备)和（输出设备）五个部分。
简答题14、什么是存储容量？什么是单元地址？存储器所有存储单元的总数称为存储器的存储容量。
灭个存储单元都有编号，称为单元地址.15、什么是外存？简述其功能。
外存：为了扩大存储容量,又不使成本有很大的提高，在计算机中还配备了存储容量更大的磁盘存储器和光盘存储器，称为外存储器,简称外存.外存可存储大量的信息，计算机需要使用时，再调入内存。
《计算机组成原理》课后习题答案(白中英主编__第三版__科学出版社)
第一章1．模拟计算机的特点是数值由连续量来表示，运算过程也是连续的。
数字计算机的主要特点是按位运算，并且不连续地跳动计算。
模拟计算机用电压表示数据，采用电压组合和测量值的计算方式，盘上连线的控制方式，而数字计算机用数字0和1表示数据，采用数字计数的计算方式，程序控制的控制方式。
数字计算机与模拟计算机相比，精度高，数据存储量大，逻辑判断能力强。
2．数字计算机可分为专用计算机和通用计算机，是根据计算机的效率、速度、价格、运行的经济性和适应性来划分的。
3．科学计算、自动控制、测量和测试、信息处理、教育和卫生、家用电器、人工智能。
4．主要设计思想是：存储程序通用电子计算机方案，主要组成部分有：运算器、逻辑控制装置、存储器、输入和输出设备5．存储器所有存储单元的总数称为存储器的存储容量。
每个存储单元都有编号，称为单元地址。
如果某字代表要处理的数据，称为数据字。
如果某字为一条指令，称为指令字。
6．每一个基本操作称为一条指令，而解算某一问题的一串指令序列，称为程序。
7．取指周期中从内存读出的信息流是指令流，而在执行器周期中从内存读出的信息流是指令流。
8．半导体存储器称为内存，存储容量更大的磁盘存储器和光盘存储器称为外存，内存和外存共同用来保存二进制数据。
运算器和控制器合在一起称为中央处理器，简称CPU，它用来控制计算机及进行算术逻辑运算。
适配器是外围设备与主机联系的桥梁，它的作用相当于一个转换器，使主机和外围设备并行协调地工作。
9．计算机的系统软件包括系统程序和应用程序。
系统程序用来简化程序设计，简化使用方法，提高计算机的使用效率，发挥和扩大计算机的功能用用途；应用程序是用户利用计算机来解决某些问题而编制的程序。
10．在早期的计算机中，人们是直接用机器语言来编写程序的，这种程序称为手编程序或目的程序；后来，为了编写程序方便和提高使用效率，人们使用汇编语言来编写程序，称为汇编程序；为了进一步实现程序自动化和便于程序交流，使不熟悉具体计算机的人也能很方便地使用计算机，人们又创造了算法语言，用算法语言编写的程序称为源程序，源程序通过编译系统产生编译程序，也可通过解释系统进行解释执行；随着计算机技术的日益发展，人们又创造出操作系统；随着计算机在信息处理、情报检索及各种管理系统中应用的发展，要求大量处理某些数据，建立和检索大量的表格，于是产生了数据库管理系统。
计算机组成原理习题(附参考答案)
计算机组成原理习题（附参考答案）一、单选题（共90题，每题1分，共90分）1、在统一编址方式下，下面的说法( )是正确的。
A、一个具体地址只能对应内存单元B、一个具体地址既可对应输入/输出设备，又可对应内存单元C、一个具体地址只能对应输入/输出设备D、只对应输入/输出设备或者只对应内存单元正确答案：D2、堆栈指针SP的内容是（）。
A、栈顶地址B、栈顶内容C、栈底内容D、栈底地址正确答案：A3、下列不属于程序控制指令的是（）。
A、循环指令B、无条件转移指令C、条件转移指令D、中断隐指令正确答案：D4、计算机的存储系统是指（）。
A、cache，主存储器和外存储器B、主存储器C、ROMD、RAM正确答案：A5、指令是指（）。
A、计算机中一个部件B、发给计算机的一个操作命令C、完成操作功能的硬件D、通常用于构成主存的集成电路正确答案：B6、相对于微程序控制器，组合逻辑控制器的特点是（）。
A、指令执行速度慢，指令功能的修改和扩展容易B、指令执行速度慢，指令功能的修改和扩展难C、指令执行速度快，指令功能的修改和扩展容易D、指令执行速度快，指令功能的修改和扩展难正确答案：D7、中断向量可提供（）。
A、主程序的断点地址B、传送数据的起始地址C、被选中设备的地址D、中断服务程序入口地址正确答案：D8、迄今为止，计算机中的所有信息仍以二进制方式表示的理由是（）。
A、信息处理方便B、物理器件性能所致C、运算速度快D、节约元件正确答案：B9、相联存储器是按（）进行寻址的存储器。
A、内容指定方式B、地址指定与堆栈存取方式结合C、堆栈存取方式D、地址指定方式正确答案：A10、若SRAM芯片的容量是2M×8位，则该芯片引脚中地址线和数据线的数目之和是（）。
A、29B、21C、18D、不可估计正确答案：A11、若x=103,y=-25,则下列表达式采用8位定点补码运算实现时，会发生溢出的是（）。
A、x+yB、-x+yC、-x-yD、x-y正确答案：D12、系统总线是指（）。
计算机组成原理练习题
《计算机组成原理》课后练习题第一章计算机系统概论1、从器件角度看，计算机经历了五代变化。
但从系统结构看，至今绝大多数计算机仍属于（）计算机。
A 并行B 冯·诺依曼C 智能D 串行2、冯·诺依曼机工作的基本方式的特点是（）。
A 多指令流单数据流B 按地址访问并顺序执行指令C 堆栈操作D 存贮器按内容选择地址3、在下面描述的汇编语言基本概念中，正确的表述是（）。
A 对程序员的训练要求来说，需要硬件知识B 汇编语言对机器的依赖性高C 用汇编语言编写程序的难度比高级语言小D 汇编语言编写的程序执行速度比高级语言慢4、计算机硬件能直接执行的语言有（）。
A 符号语言B 机器语言C 机器语言与汇编语言D 汇编语言5、下面说法不正确的是（）。
A 任何可以由软件实现的操作也可以用硬件来实现B 直接面向高级语言的机器目前已经实现C 固件就功能而言类似于软件，而从形态上来说又类似于硬件D 在计算机系统的层次结构中，微程序属于硬件级，其他四级都是软件级6、计算机系统的层次结构从下至上可分为五级，即微程序设计级或逻辑电路级、一般机器级、操作系统级、（）级、（）级。
7、取指周期中从内存读出的信息流称为（）流、执行周期中从内存读出的信息流称为（）流。
《计算机组成原理》课后练习题第二章运算器1、某机字长32位，其中1位表示符号位。
若用定点整数表示，则最小负整数为（）。
A -(231-1)B -(230-1)C -(231+1)D -(230+1)2、以下有关运算器的描述，（）是正确的。
A 只做加法运算B 只做算术运算C 算术运算与逻辑运算D 只做逻辑运算3 、在定点二进制运算器中，减法运算一般通过（）来实现。
A 原码运算的二进制减法器B 补码运算的二进制减法器C 原码运算的十进制加法器D 补码运算的二进制加法器4、下列数中最小的数是（）。
A （101001）2B （52）8C （101001）BCD D （233）165、计算机系统中采用补码运算是为了（）。
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中断请求
①
主程序
中断处理程序
① ② ③
②
③
②
①
中断处理程序占用的时间断及中断程序完成的次序
14
②由于进行了软件干预，实际响应时发生了变化，虽然② 的级别高于③，但是当 ③先到来时，②并不能中断它。 所以，进行了软件干预后，中断处理程序占用的时间段及 中断程序完成的次序如图所示。
中断请求
①
主程序
1
7.4A 某计算机系统的内存系统中，已知cache存取周 期为45ns，主存存取周期为200ns。 CPU执行一段程 序时，CPU访问内存系统共4500次，其中访问主存的 次数为340次，问： 1．Cache 命中率H是多少？， 2．CPU访问内存的平均访问时间Ta是多少？ 3．Cache/主存系统的访问效率e是多少？ 解： 1、Cache 命中率H H=Nc/(Nc+Nm)=(4500-340)/4500=0.92 2、CPU访存的平均时间 Ta = H*Tc+(1-H)（Tm+Tc） = 0.92*45+(1-0.92)*（200+45）= 61 ns 3、Cache/主存系统的访问效率 e=Tc/Ta*100%=45/61*100%=0.74*100%=74%
8.1 某活动磁头磁盘组的性能参数如下：转数 6000转/分，每道容量20KB，平均寻道时间10ms。 假定操作系统采用两种方式访问该磁盘组，第一 种方式每次读取2KB，第二种方式每次读取8KB。 已知操作系统访问磁盘的时间开销为5ms的额外 开销和2KB/ms的传输开销。求; 1.计算该次片组的数据传输率和平均寻址时间 （即从磁头定位到目标磁道开始到寻找到目标扇 区的平均时间）？ 2.如果要读取一个很大的磁盘文件，操作系统 按第一种方式和第二种方式所需的时间比是多少？
11
10.1 简答题：什么是总线裁决有哪几种方式？集中式总线裁决方 式有哪些？这些总线裁决方式各有哪些特点？ , 答： 总线裁决：当采用非专用总线时，由于 可能有多个设备或部 件同时申请使用总线，就应该由总线控制机构来按照某种优先次 序裁决，以保证在同一时间内只能有一个高优先级的申请都以得 对总线的使用权。 有两种方式：集中式总线控制和分布式总线控制。 集中式总线裁决方式有3种：串行链、，定时查询、独立请求。 其特点分别是：串行链接的特点是逻辑简单，扩充性好活性差。 定时查询的特点是灵活性好，可靠性高；控制线多，扩展性稍 差。 独立请求的特点是速度快，灵活性好；控制线数量过大。
7.6 某计算机的存储系统是由Cache、贮存和磁 盘组成的虚拟存储系统。若一字在Cache中，访 问它需要T1ns;若字不在主存中，将其从磁盘装 入主存需要时间T2ns,主存字访问周期为T3ns,若 Cache的命中率为P1,主存命中率为T2，求出该 存储系统的平均字访问时间。 解：平均字访问时间： 在Cache+在内存+不再内存 即 P1T1+（1-P1)P2T3+(1-P1)(1-P2)(T2+T3)
9
9.1 若需显示一幅有256种颜色1024×768像素的图像。 ①显示系统的帧存容量为多少位？ ②如要在屏幕上得到逼真的动态图像，假设每秒传送 50帧(逐行扫描)，则传送频率为多少？ ③如要显示汉字，机器内设置有ROM汉字库，存放 一级和二级汉字，汉字采用16×16点阵，则汉字库的容 量是多少？ 答：① 显示系统的帧缓冲容量为： 1024×768×㏒2256 =6291456位 ② 传送频率为： 50×6291456÷8=39.3216Mbit/s ③ 一级汉字个数为3755个，二级汉字为3008个，汉 字库容量为(3755+3008)×16×16÷8=216416字节
中断处理程序
① ② ③
②
③
②
①
中断处理程序占用的时间断及中断程序完成的次序
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10.3 什么叫中断嵌套？CPU中断处理周期完成哪些工作？ 答： 中断嵌套：当已经有中断发生并转入服务程序，而且并不 禁止其他中断发生时，此时又有别的高级中断源发生请求， 因而被迫停止当前的中断服务程序，转去响应更高优先权的 中断请求，这就形成中断的嵌套。 CPU中断处理周期要完成的工作： A)关中断。防止保存现场不完整。 B)保存断点和现场。保证今后能正确返回中断点。 C)判断中断源，转向中断服务程序。多个中断源同时请求，选择 最高优先权的中断源，并转入相应的服务程序入口。 D)开中断。允许更高级中断响应。 E)执行中断服务程序。实际有效的服务工作。 F)关中断。防止恢复现场不完整。 G)恢复现场，恢复断点。返回中断点。 H)开中断。此次中断响应结束，允许各种中断响应。
4
7.7有一主存-Cache层次的存储器，其主存容量1MB,Cache容量是 64KB,每块8KB,若采用直接映像方式，请问主存的地址格式？若 主存地址为25301H,那么它在主存的哪一块？映射到Cache的哪一 块？ 解：主存地址格式为：区号+主存块号+块内地址其中，主存分了 1MB/64K=16个区，所以区号是4位，主存每个区中的块和Cache中 的块相同，是64K/8K=8块，所以主存块号是3位，块内地址是13 位。即4位区号 3位块号 13位块内地址。地址为25301H,就 是0010 0101 0011 0000 0001B,也就是0010 010 1001100000001B ,它在主存2区的第2块，映像到Cache的第2块。 7.8 某计算机的Cache采用4路组相连映射，已知Cache容量为 16KB，主存容量为2MB，每块有8个字，每个字32位。请回答： a)主存地址多少位（按字节编址），各字段如何划分（个需多少 位）？ b)设Cache初始时为空，CPU从主存单元0，1，„„，100连续读 出101个字（主存一次读出一个字），并重复按此次序读11次， 问命中率为多少？若Cache速度是主存速度的5倍，则采用Cache 5
根据位密度的楰，这样每道上存储的字节个数相同，则可存 储的字节数可由下公式得到：Num磁道=2π Rinner×Dbit=π×Diminner×Dbit+8=48562字节。
8
② 设数据传输率为f，则根据数据传输率的定义，由以下公式 可以得到解：f=π×Diminner×(Dbit/8) ×(2400/60)=1.94MB/s ③ 设读取数据所需总的时间为T，平均找道时间为TSEEK， 旋转延迟为TROTATE， 数据读取时间为TREAD ，则解过程为： T= TSEEK+ TROTATE+ TREAD =(10+40)/2+[1/(2400/60)+2+(8×1024)/(1.94106)] × 103=41.7ms(36)
8.3 某磁盘存储器的平均找道时间为Ts，转速为每分r转， 每磁道容量为N个字，每信息块为n个字。试推算读写 一个信息块所需时间Tb的计算公式。 解答：设平均等待时间为TWAIT， 数据读取时间为TREAD，则 一个信息块的时间为： Tb=Ts +TWAIT+ TREAD=Ts+60/(2× r)+60n/rN
7.1A 若对磁表面存储器写入代码10011，请画出NR-1制、PE制、 FM制、MMF制记录方式的写入电流波形。设点流初始方向为-I。 7.2B 假设在一个采用组相联映象方式的Cache种，主存有B0~B7 共8块组成，Cache有C0~C4共4块，组内块数为2块。每块位32个 字节。求： 1）写出主存地址的格式，并标出各字段的长度。 2）写出Cache地址的格式，并标出各字段的长度。 3）画出主存与Cache字间各个块的映象对应关系。 7.3B 一个由Cache与主存组成的二级存储系统。已知主存容量为 1MB,缓存容量为32KB,采用组相联方式进行地址映象与变换，主 存与缓存的每一块为64B,缓存共分8组。求： 1）写出主存与缓存的地址格式。（地址码长度及各字段名称与 位数） 2）假定Cache的存取周期为20ns,命中率位0.95，希望采用Cache 后的加速比大于10，那么要求主存的存取速度应大于多少？
12
10.2 某计算机的外部设备具有三级中断功能，中断响应次序 基本上由硬件排队电路决定，但可利用各个外部设备控制中断 屏蔽控制位来封锁本设备的中断请求信号。设所有中断处理程 序的执行时间相同，均为T，在5T时间内共发生5次中断请求信 号，如图所示。
T 2T 3T 4T 5T
①
②
③
④
⑤
①的级别最高，②次之，③最低
注 ： 其 中 ① 表 示 1级 中 断 设 备 发 出 的 中 断 请 求 信 号 ， 其 余 类 推
请图示各个中断处理程序占用的时间段及中断程序完成的次 序。 软件进行干预，当执行中断处理程序③ 时，屏蔽二级中断。 请图示各个中断处理程序占用的时间段及中断程序完成的次序。 解答： ①没有软件进行干预时，实际响应顺序为： ①→②→③ 。所 以，中断处理程序占用的时间段及中断程序完成的次序如图所 示。
7
8.2 设某磁盘有两个记录面，存储区内直径为2.36英寸，外直径为 5英寸，道密度为1250TPI(TPI：磁道数/英寸)，内直径处的位密 度为52，400bpi位/英寸)，转速为2400rpm(rpm：/分)。请解答： ①每面有多少磁道，每磁道能存储多少字节？ ②数据传输率是多少？ ③设找道时间在10ms~40ms之间，在一个磁道上写上8000字节 数据，平均需要多少时间？ 解答： ① 已知道密度Dcylinder =1250TPI ，内直径 Diminner=2.36英寸，外直径Dimoutside=5英寸，则每面的磁道数 N每面磁道数为： N每面磁道数为= Dcylinder×(Dimoutside-Diminner)/2=1250×1.32=1650
7.9某计算机采用直接映射Cache，已知容量为4096B。 a)若CPU依次从主存单元0，1，……，99和4096， 4097，……，4195交替取指令，循环执行10次，问命中 率是多少？ b)如Cache存取时间为10ns，主存存取时间为100ns， Cache命中率为95% ，求平均存取时间。 7.10 已知某计算机系统共有2KB Cache，采用组相连映 射方式，分为16组，每组有4个Cache块。其地址长32 位，最小编址单位为字节。 a)内存地址000010AF16将映射到Cache中的哪一组？ b) 若内存地址000010AF16和FFFF7XYZ16可以同时被 映射到Cache中的同一组，那么，xyz可能的取值为多少？ 7.11 什么是虚拟存储器？它的存储介质有哪些？虚拟存 储器主要要解决什么问题？分别是怎么解决的？ 7.12 虚拟存储器是如何进行虚地址到内存实地址的转换 的？说明段表的组成。哪些常用的指令寻址方式可用在 虚实地址的转换中？ 6